欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

Eigen 库 和 Matlab 间的简单对应关系

2023-02-14 10:47 作者:__牛油果__  | 我要投稿

%     // A simple quickref for Eigen. Add anything that's missing.

%     // Main author: Keir Mierle

%     // http://eigen.tuxfamily.org/dox/AsciiQuickReference.txt

%     #include <Eigen/Dense> or #include <Eigen/core>

%     Matrix<double, 3, 3> A;               // Fixed rows and cols. Same as Matrix3d.

%     Matrix<double, 3, Dynamic> B;         // Fixed rows, dynamic cols.

%     Matrix<double, Dynamic, Dynamic> C;   // Full dynamic. Same as MatrixXd.

%     Matrix<double, 3, 3, RowMajor> E;     // Row major; default is column-major.

%     Matrix3f P, Q, R;                     // 3x3 float matrix.

%     Vector3f x, y, z;                     // 3x1 float matrix.

%     RowVector3f a, b, c;                  // 1x3 float matrix.

%     VectorXd v;                           // Dynamic column vector of doubles

%     double s;                            

%     // Basic usage

%     // Eigen          // Matlab           // comments

%     x.size()          // length(x)        // vector size

%     C.rows()          // size(C,1)        // number of rows

%     C.cols()          // size(C,2)        // number of columns

%     x(i)              // x(i+1)           // Matlab is 1-based

%     C(i,j)            // C(i+1,j+1)       //

%     A.resize(4, 4);   // Runtime error if assertions are on.

%     B.resize(4, 9);   // Runtime error if assertions are on.

%     A.resize(3, 3);   // Ok; size didn't change.

%     B.resize(3, 9);   // Ok; only dynamic cols changed.

%     A << 1, 2, 3,     // Initialize A. The elements can also be

%          4, 5, 6,     // matrices, which are stacked along cols

%          7, 8, 9;     // and then the rows are stacked.

%     B << A, A, A;     // B is three horizontally stacked A's.

%     A.fill(10);       // Fill A with all 10's.

%     // Eigen                                    // Matlab

%     MatrixXd::Identity(rows,cols)               // eye(rows,cols)

%     C.setIdentity(rows,cols)                    // C = eye(rows,cols)

%     MatrixXd::Zero(rows,cols)                   // zeros(rows,cols)

%     C.setZero(rows,cols)                        // C = zeros(rows,cols)

%     MatrixXd::Ones(rows,cols)                   // ones(rows,cols)

%     C.setOnes(rows,cols)                        // C = ones(rows,cols)

%     MatrixXd::Random(rows,cols)                 // rand(rows,cols)*2-1       // MatrixXd::Random returns uniform random numbers in (-1, 1).

%     C.setRandom(rows,cols)                      // C = rand(rows,cols)*2-1

%     VectorXd::LinSpaced(size,low,high)          // linspace(low,high,size)'

%     v.setLinSpaced(size,low,high)               // v = linspace(low,high,size)'

%     VectorXi::LinSpaced(((hi-low)/step)+1,      // low:step:hi

%                         low,low+step*(size-1))  //

%     // Matrix slicing and blocks. All expressions listed here are read/write.

%     // Templated size versions are faster. Note that Matlab is 1-based (a size N

%     // vector is x(1)...x(N)).

%     /******************************************************************************/

%     /*                  PLEASE HELP US IMPROVING THIS SECTION                     */

%     /* Eigen 3.4 supports a much improved API for sub-matrices, including,        */

%     /* slicing and indexing from arrays:                                          */

%     /* http://eigen.tuxfamily.org/dox-devel/group__TutorialSlicingIndexing.html   */

%     /******************************************************************************/

%     // Eigen                           // Matlab

%     x.head(n)                          // x(1:n)

%     x.head<n>()                        // x(1:n)

%     x.tail(n)                          // x(end - n + 1: end)

%     x.tail<n>()                        // x(end - n + 1: end)

%     x.segment(i, n)                    // x(i+1 : i+n)

%     x.segment<n>(i)                    // x(i+1 : i+n)

%     P.block(i, j, rows, cols)          // P(i+1 : i+rows, j+1 : j+cols)

%     P.block<rows, cols>(i, j)          // P(i+1 : i+rows, j+1 : j+cols)

%     P.row(i)                           // P(i+1, :)     取第i+1行

%     P.col(j)                           // P(:, j+1)     取第j+1行

%     P.leftCols<cols>()                 // P(:, 1:cols)

%     P.leftCols(cols)                   // P(:, 1:cols)

%     P.middleCols<cols>(j)              // P(:, j+1:j+cols)

%     P.middleCols(j, cols)              // P(:, j+1:j+cols)

%     P.rightCols<cols>()                // P(:, end-cols+1:end)

%     P.rightCols(cols)                  // P(:, end-cols+1:end)

%     P.topRows<rows>()                  // P(1:rows, :)

%     P.topRows(rows)                    // P(1:rows, :)

%     P.middleRows<rows>(i)              // P(i+1:i+rows, :)

%     P.middleRows(i, rows)              // P(i+1:i+rows, :)

%     P.bottomRows<rows>()               // P(end-rows+1:end, :)

%     P.bottomRows(rows)                 // P(end-rows+1:end, :)

%     P.topLeftCorner(rows, cols)        // P(1:rows, 1:cols)

%     P.topRightCorner(rows, cols)       // P(1:rows, end-cols+1:end)

%     P.bottomLeftCorner(rows, cols)     // P(end-rows+1:end, 1:cols)

%     P.bottomRightCorner(rows, cols)    // P(end-rows+1:end, end-cols+1:end)

%     P.topLeftCorner<rows,cols>()       // P(1:rows, 1:cols)

%     P.topRightCorner<rows,cols>()      // P(1:rows, end-cols+1:end)

%     P.bottomLeftCorner<rows,cols>()    // P(end-rows+1:end, 1:cols)

%     P.bottomRightCorner<rows,cols>()   // P(end-rows+1:end, end-cols+1:end)

%     // Of particular note is Eigen's swap function which is highly optimized.

%     // Eigen                           // Matlab

%     R.row(i) = P.col(j);               // R(i, :) = P(:, j)

%     R.col(j1).swap(mat1.col(j2));      // R(:, [j1 j2]) = R(:, [j2, j1])

%     // Views, transpose, etc;

%     /******************************************************************************/

%     /*                  PLEASE HELP US IMPROVING THIS SECTION                     */

%     /* Eigen 3.4 supports a new API for reshaping:                                */

%     /* http://eigen.tuxfamily.org/dox-devel/group__TutorialReshape.html           */

%     /******************************************************************************/

%     // Eigen                           // Matlab

%     R.adjoint()                        // R'  共轭转置 (对于复数来说,会进行一次共轭操作)

%     R.transpose()                      // R.' or conj(R') 转置  // conj共轭(conjugate)

%     R.diagonal()                       // diag(R)               // Read-write

%     x.asDiagonal()                     // diag(x)

%     R.transpose().colwise().reverse()  // rot90(R)              // Read-write

%     R.rowwise().reverse()              // fliplr(R)

%     R.colwise().reverse()              // flipud(R)

%     R.replicate(i,j)                   // repmat(P,i,j)

%     // All the same as Matlab, but matlab doesn't have *= style operators.

%     // Matrix-vector.  Matrix-matrix.   Matrix-scalar.

%     y  = M*x;          R  = P*Q;        R  = P*s;

%     a  = b*M;          R  = P - Q;      R  = s*P;

%     a *= M;            R  = P + Q;      R  = P/s;

%                        R *= Q;          R  = s*P;

%                        R += Q;          R *= s;

%                        R -= Q;          R /= s;

%     // Vectorized operations on each element independently

%     // 独立地对每个元素进行矢量化操作

%     // Eigen                       // Matlab

%     R = P.cwiseProduct(Q);         // R = P .* Q

%     R = P.array() * s.array();     // R = P .* s

%     R = P.cwiseQuotient(Q);        // R = P ./ Q

%     R = P.array() / Q.array();     // R = P ./ Q

%     R = P.array() + s.array();     // R = P + s

%     R = P.array() - s.array();     // R = P - s

%     R.array() += s;                // R = R + s

%     R.array() -= s;                // R = R - s

%     R.array() < Q.array();         // R < Q

%     R.array() <= Q.array();        // R <= Q

%     R.cwiseInverse();              // 1 ./ P

%     R.array().inverse();           // 1 ./ P

%     R.array().sin()                // sin(P)

%     R.array().cos()                // cos(P)

%     R.array().pow(s)               // P .^ s

%     R.array().square()             // P .^ 2

%     R.array().cube()               // P .^ 3

%     R.cwiseSqrt()                  // sqrt(P)

%     R.array().sqrt()               // sqrt(P)

%     R.array().exp()                // exp(P)

%     R.array().log()                // log(P)

%     R.cwiseMax(P)                  // max(R, P)

%     R.array().max(P.array())       // max(R, P)

%     R.cwiseMin(P)                  // min(R, P)

%     R.array().min(P.array())       // min(R, P)

%     R.cwiseAbs()                   // abs(P)

%     R.array().abs()                // abs(P)

%     R.cwiseAbs2()                  // abs(P.^2)

%     R.array().abs2()               // abs(P.^2)

%     (R.array() < s).select(P,Q );  // (R < s ? P : Q)

%     R = (Q.array()==0).select(P,R) // R(Q==0) = P(Q==0)

%     R = P.unaryExpr(ptr_fun(func)) // R = arrayfun(func, P)   // with: scalar func(const scalar &x);

%     // Reductions.

%     // 弱化;缩减量.

%     int r, c;

%     // Eigen                  // Matlab

%     R.minCoeff()              // min(R(:))

%     R.maxCoeff()              // max(R(:))

%     s = R.minCoeff(&r, &c)    // [s, i] = min(R(:)); [r, c] = ind2sub(size(R), i);

%     s = R.maxCoeff(&r, &c)    // [s, i] = max(R(:)); [r, c] = ind2sub(size(R), i);

%     R.sum()                   // sum(R(:))

%     R.colwise().sum()         // sum(R)

%     R.rowwise().sum()         // sum(R, 2) or sum(R')'

%     R.prod()                  // prod(R(:))

%     R.colwise().prod()        // prod(R)

%     R.rowwise().prod()        // prod(R, 2) or prod(R')'

%     R.trace()                 // trace(R)

%     R.all()                   // all(R(:))

%     R.colwise().all()         // all(R)

%     R.rowwise().all()         // all(R, 2)

%     R.any()                   // any(R(:))

%     R.colwise().any()         // any(R)

%     R.rowwise().any()         // any(R, 2)

%     // Dot products, norms, etc.

%     // 点积,范数等.

%     // Eigen                  // Matlab

%     x.norm()                  // norm(x).    Note that norm(R) doesn't work in Eigen.

%     x.squaredNorm()           // dot(x, x)   Note the equivalence is not true for complex

%     x.dot(y)                  // dot(x, y)

%     x.cross(y)                // cross(x, y) Requires #include <Eigen/Geometry>

%     //// Type conversion

%     //// 类型强制转换

%     // Eigen                  // Matlab

%     A.cast<double>();         // double(A)

%     A.cast<float>();          // single(A)

%     A.cast<int>();            // int32(A)

%     A.real();                 // real(A)

%     A.imag();                 // imag(A)

%     // if the original type equals destination type, no work is done

%     // Note that for most operations Eigen requires all operands to have the same type:

%     MatrixXf F = MatrixXf::Zero(3,3);

%     A += F;                // illegal in Eigen. In Matlab A = A+F is allowed

%     A += F.cast<double>(); // F converted to double and then added (generally, conversion happens on-the-fly)

%     // Eigen can map existing memory into Eigen matrices.

%     float array[3];

%     Vector3f::Map(array).fill(10);            // create a temporary Map over array and sets entries to 10

%     int data[4] = {1, 2, 3, 4};

%     Matrix2i mat2x2(data);                    // copies data into mat2x2

%     Matrix2i::Map(data) = 2*mat2x2;           // overwrite elements of data with 2*mat2x2

%     MatrixXi::Map(data, 2, 2) += mat2x2;      // adds mat2x2 to elements of data (alternative syntax if size is not know at compile time)

%     // Solve Ax = b. Result stored in x. Matlab: x = A \ b or inv(A)*b.

%     x = A.ldlt().solve(b));  // A sym. p.s.d.    #include <Eigen/Cholesky>

%     x = A.llt() .solve(b));  // A sym. p.d.      #include <Eigen/Cholesky>

%     x = A.lu()  .solve(b));  // Stable and fast. #include <Eigen/LU> ★☆

%     x = A.qr()  .solve(b));  // No pivoting.     #include <Eigen/QR>

%     x = A.svd() .solve(b));  // Stable, slowest. #include <Eigen/SVD>

%     // .ldlt() -> .matrixL() and .matrixD()

%     // .llt()  -> .matrixL()

%     // .lu()   -> .matrixL() and .matrixU()

%     // .qr()   -> .matrixQ() and .matrixR()

%     // .svd()  -> .matrixU(), .singularValues(), and .matrixV()

%     // Eigenvalue problems

%     // 特征值问题

%     // Eigen                          // Matlab

%     A.eigenvalues();                  // eig(A);

%     EigenSolver<Matrix3d> eig(A);     // [vec val] = eig(A)

%     eig.eigenvalues();                // diag(val)

%     eig.eigenvectors();               // vec

%     // For self-adjoint matrices use SelfAdjointEigenSolver<>



%%  ----上面已完结,下面是Eigen库关于矩阵和向量的一些预定义 typedef ----


%     ★★☆☆  常规的矩阵typedef  ☆☆★★

%     我们后面给出了一些常用的矩阵typedef.其实可以总结如下:

%     MatrixNt对应的是Matrix<type,N,N>.比如MatrixXi对应的是Matrix<int,Dynamic,Dynamic>.

%     VectorNt对应的是Matrix<type,N,1>.比如Vector2f对应的是Matrix<float,2,1>.

%     RowVectorNt对应的是Matrix<type,1,N>.比如RowVector3d对应的是Matrix<double,1,3>.

%     其中:

%     N可以是2,3,4或者X(表示Dynamic).

%     t可以是i(int),f(float),d(double),cf(complex),cd(complex).

%     只定义了这些类型的typedef并不表示只支持这些数据类型的运算。

%     比如所有的整形类型的运算都支持(长的,短的,有符号的,无符号的)。


%     typedef Matrix< std::complex<double> , 2 , 2 > Matrix2cd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , 2 , 2 > Matrix2cf

%     typedef Matrix< double , 2 , 2 > Matrix2d

%     typedef Matrix< float , 2 , 2 > Matrix2f

%     typedef Matrix< int , 2 , 2 > Matrix2i

%     typedef Matrix< std::complex<double> , 3 , 3 > Matrix3cd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , 3 , 3 > Matrix3cf

%     typedef Matrix< double , 3 , 3 > Matrix3d

%     typedef Matrix< float , 3 , 3 > Matrix3f

%     typedef Matrix< int , 3 , 3 > Matrix3i

%     typedef Matrix< std::complex<double> , 4 , 4 > Matrix4cd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , 4 , 4 > Matrix4cf

%     typedef Matrix< double , 4 , 4 > Matrix4d

%     typedef Matrix< float , 4 , 4 > Matrix4f

%     typedef Matrix< int , 4 , 4 > Matrix4i

%     typedef Matrix< std::complex<double> , Dynamic , Dynamic > MatrixXcd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , Dynamic , Dynamic > MatrixXcf

%     typedef Matrix< double , Dynamic , Dynamic > MatrixXd

%     typedef Matrix< float , Dynamic , Dynamic > MatrixXf

%     typedef Matrix< int , Dynamic , Dynamic > MatrixXi

%     typedef Matrix< std::complex<double> , 1, 2 > RowVector2cd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , 1, 2 > RowVector2cf

%     typedef Matrix< double , 1, 2 > RowVector2d

%     typedef Matrix< float , 1, 2 > RowVector2f

%     typedef Matrix< int , 1, 2 > RowVector2i

%     typedef Matrix< std::complex<double> , 1, 3 > RowVector3cd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , 1, 3 > RowVector3cf

%     typedef Matrix< double , 1, 3 > RowVector3d

%     typedef Matrix< float , 1, 3 > RowVector3f

%     typedef Matrix< int , 1, 3 > RowVector3i

%     typedef Matrix< std::complex<double> , 1, 4 > RowVector4cd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , 1, 4 > RowVector4cf

%     typedef Matrix< double , 1, 4 > RowVector4d

%     typedef Matrix< float , 1, 4 > RowVector4f

%     typedef Matrix< int , 1, 4 > RowVector4i

%     typedef Matrix< std::complex<double> , 1, Dynamic > RowVectorXcd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , 1, Dynamic > RowVectorXcf

%     typedef Matrix< double , 1, Dynamic > RowVectorXd

%     typedef Matrix< float , 1, Dynamic > RowVectorXf

%     typedef Matrix< int , 1, Dynamic > RowVectorXi

%     typedef Matrix< std::complex<double> , 2 , 1> Vector2cd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , 2 , 1> Vector2cf

%     typedef Matrix< double , 2 , 1> Vector2d

%     typedef Matrix< float , 2 , 1> Vector2f

%     typedef Matrix< int , 2 , 1> Vector2i

%     typedef Matrix< std::complex<double> , 3 , 1> Vector3cd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , 3 , 1> Vector3cf

%     typedef Matrix< double , 3 , 1> Vector3d

%     typedef Matrix< float , 3 , 1> Vector3f

%     typedef Matrix< int , 3 , 1> Vector3i

%     typedef Matrix< std::complex<double> , 4 , 1> Vector4cd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , 4 , 1> Vector4cf

%     typedef Matrix< double , 4 , 1> Vector4d

%     typedef Matrix< float , 4 , 1> Vector4f

%     typedef Matrix< int , 4 , 1> Vector4i

%     typedef Matrix< std::complex<double> , Dynamic , 1> VectorXcd

%     typedef Matrix< std::complex<float> , Dynamic , 1> VectorXcf

%     typedef Matrix< double , Dynamic , 1> VectorXd

%     typedef Matrix< float , Dynamic , 1> VectorXf

%     typedef Matrix< int , Dynamic , 1> VectorXi


Eigen 库 和 Matlab 间的简单对应关系的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律